Analys av systemarkitektur

(1)

4 5 6 7 8 13 14 15 16 17 18 19 20 24 21 22 23 25 29 26 27 28 30 9 10 11 12 1 2 3

omledare handtagspin handtag fjäder Skruv luftströmspinne yttre luftströmsriktare stor tätningsring motor planetväxel med integrerat kullager handgrepp yttre mellandel skumplast åtdragshölje medbringare vinge medbringare Koppling plåtbandshölje övre ytterdel vinkelväxelns ingående axel vinkelväxel vinkelväxelns utgående axel huvud plastbricka liten tätningsring centreringsaxel inre luftströmsriktare ventil filterhölje luftfilter

4 omledare 4 g g g g g g g g+ma g

5 handtagspin g+ma+s 5 m g+m

6 handtag g g+m+s 6

7 fjäder g+m 7 g

8 Skruv g g 8

13 luftströmspinne g 13 g g+m+s

14 yttre luftströmsriktare g g+m+s 14 g

15 stor tätningsring g 15 g

16 motor ma 16 g+m g g g g

17 planetväxel med integrerat kullager g 17 g g+m

18 handgrepp 18 g

19 yttre mellandel g g g g 19 g g

20 skumplast g g 20

24 åtdragshölje g 24 g

21 medbringare vinge g 21 g+m g

22 medbringare g 22 g+m g

23 Koppling g 23 g g+m

25 plåtbandshölje g s 25 g

29 övre ytterdel g g g 29 g

26 vinkelväxelns ingående axel g 26 g+m g

27 vinkelväxel g 27 g+m g

28 vinkelväxelns utgående axel g 28 g

30 huvud g g g g 30

9 plastbricka g 9 g g g

10 liten tätningsring g g 10 g

11 centreringsaxel g g g 11 g

12 inre luftströmsriktare g g g+ma g g g 12

1 ventil 1 g+ma

2 filterhölje g+ma g 2 g+ma

3 luftfilter g 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

ventil filterhölje luftfilter omledare handtagspin handtag fjäder Skruv plastbricka liten tätningsring centreringsaxel inre luftströmsriktare luftströmspinne yttre luftströmsriktare stor tätningsring motor planetväxel med integrerat kullager handgrepp yttre mellandel skumplast medbringare vinge medbringare Momentspännare åtdragshölje plåtbandshölje vinkelväxelns ingående axel vinkelväxel vinkelväxelns utgående axel övre ytterdel huvud

1 ventil 1 g+ma

2 filterhölje g 2 g+ma g+ma

3 luftfilter g 3

4 omledare g 4 g g g g g+ma g g g

5 handtagspin g+ma+s 5 m g+m

6 handtag g g+m+s 6

7 fjäder g+m 7 g

8 Skruv g g 8

9 plastbricka g 9 g g g

10 liten tätningsring g g 10 g

11 centreringsaxel g 11 g g g

12 inre luftströmsriktare g g g g 12 g g+ma

13 luftströmspinne g g+m+s 13 g

14 yttre luftströmsriktare g g+m+s 14 g

15 stor tätningsring g 15 g

16 motor ma g g 16 g+m g g

17 planetväxel med integrerat kullager g 17 g g+m

18 handgrepp 18 g

19 yttre mellandel g g g g 19 g g

20 skumplast g g 20

21 medbringare vinge g 21 g+m g

22 medbringare g 22 g+m g

23 Momentspännare g 23 g+m g

24 åtdragshölje g 24 g

25 plåtbandshölje s g 25 g

26 vinkelväxelns ingående axel g 26 g+m g

27 vinkelväxel g 27 g+m g

28 vinkelväxelns utgående axel g 28 g

29 övre ytterdel g g g 29 g

30 huvud g g g g 30

Analys av systemarkitektur

Disa Fredriksson Joel Olsson

Examensarbete MMK 2016:47 MKNB 086 KTH Industriell teknik och management

(2)

(3)

Examensarbete MMK 2016:47 MKNB 086

Analys av systemarkitektur

Disa Fredriksson Joel Olsson

Godkänt

2016-06-09

Examinator

Ulf Sellgren

Handledare

Ulf Sellgren

Uppdragsgivare

KTHs modulariseringsgrupp

Kontaktperson

Ulf Sellgren

Sammanfattning

I detta kandidatexamensarbete som skrivits inom ämnet systemarkitektur undersöktes och besvarades ett antal frågeställningar som berör området. Projektets syfte var att undersöka användningen av DSM och forskningsverktyget IGTA++, som är en MATLAB-baserad algoritm. Kan de nämnda hjälpmedlen användas för att modularisera redan färdiga produkter, produkter med höga prestandakrav och specifika användningsområden och kan samma metod användas för olika produkter är frågor som besvaras.

Genom att välja tre produkter med skilda användningsområden, krav på prestanda och precision samt olika produktarkitekturer som sedan monterades isär och studerades besvarades frågorna.

De tre produkterna som valdes var en tryckluftsdriven mutterdragare som förlitar sig mycket på mekanik, en borrmaskin som har både elektriska komponenter och mekaniska kopplingar och en haptikenhet vars funktion beror mycket av den elektroniska signalstyrningen.

Analyser av de ingående komponenterna resulterade i DSM:er för vardera produkt. Därefter klustrades dessa i MATLAB med IGTA++ för att få förslag på moduler. Modulerna studerades och det konstaterades att resultaten duger men behöver efterarbete för att bli fullständigt användbara.

Projektets slutsatser blev därför att IGTA++ fungerar bra som ett hjälpmedel vid modularisering men kräver efterarbete för att uppnå önskat resultat. Algoritmen fungerar även på olika sorters produktarkitekturer och de varierande resultaten beror på produkternas komplexitet. Det går även att använda IGTA++ på redan färdiga produkter för att helt eller delvis modularisera.

Nyckelord: DSM, IGTA++, Klustring, Modularisering, Produktarkitektur.

(4)

(5)

BachelorThesis MMK 2016:47 MKNB 086

Analysis of system architecture

Disa Fredriksson Joel Olsson

Approved

2016-06-09

Examiner

Ulf Sellgren

Supervisor

Ulf Sellgren

Commissioner

KTH modularization group

Contact person

Ulf Sellgren

Abstract (English)

This is a Bachelor Thesis within the subject of system architecture and was written in Swedish.

In this thesis, the purpose and deliverables were to investigate and answer the given questions regarding the subject system architecture. The projects purpose is to study the use of DSM and the newly developed research tool IGTA++, a MATLAB based algorithm. Can the mentioned tools be used for modularization of already existing products and can products with high demands on performance and specific areas of use be modularized with the same method are the questions that will be answered.

By choosing three products with different areas of use, demands on performance and precision but also different product architectures and then taking them apart and studying the components and their interactions, the questions were answered. The three chosen products were a pneumatic nutrunner relying heavily on mechanics to fulfill its purpose, a drilling machine using both electronics and mechanics and lastly a haptic unit whose function depend on electronic signals.

Analyzes of the products components resulted in DSM:s for each product. Thereafter the DSM:s were clustered in MATLAB using IGTA++ to obtain suggestions on how the products should be modularized. The suggested modules were analyzed and it was seen that the results are sufficient but require some work to be useful.

The conclusions of the project are that IGTA++ serves as an aiding tool when modularizing but demands post algorithm work to achieve desired results. The algorithm can be applied to different types of product architectures and variations in the results are related to the products complexity. IGTA++ can also be used for already existing products to completely or partially modularize.

Keywords: Cluster, DSM, IGTA++, Modularization, Product architecture

(6)

(7)

FÖRORD

I detta avsnitt avtackas personer som har varit till hjälp under projektet.

Denna rapport ligger till grund för en kandidatexamen som valdes att skrivas inom systemarkitektur på KTH:s institution för maskinkonstruktion. Vi vill tacka vår handledare Prof.

Ulf Sellgren för engagemang, vägledning och värdefulla råd under arbetets gång. Vi vill även tacka Prof. Ulf Sellgren som tillhandahöll oss med mutterdragaren och haptikenheten som varit till stor användning för undersökningarna i projektet.

Disa Fredriksson

Joel Olsson Stockholm, Maj 2016

(8)

(9)

NOMENKLATUR

I detta kapitel beskrivs och definieras de uttryck som återkommande används i rapporten. Även förkortningar som används förklaras.

Term Definition

Interaktion Ett samspel mellan komponenter i en produkt. Kan till exempel vara utbyte av energi, material, information eller geometrisk koppling.

Funktionella Operationer och transformationer som bidrar till produktens generella element prestanda.

Fysiska Komponenter och delar som realiserar produktens funktion/er.

element

Gränssnitt En relation mellan två interagerande enheter, som tillhör två olika objekt.

Kluster En samling delar eller komponenter som tillsammans utgör en grupp.

Klustringsalgoritm Det forskningsverktyg, IGTA++ som används i rapportens undersökningar.

Komponent En enskild del eller en subassembly av en produkt.

Modul Ett byggblock i en produkt. Består av en samling fysiska och funktionella element.

Modularisering Genom att studera varje enskild ingående del i en produkt och sedan organisera den i moduler.

Standardisering Ett par delar eller kluster som återanvänds för att minska antalet

komponenter. Motsatsen till modularisering som fokuserar på variation gentemot kund.

(10)

Förkortningar

DSM Design Structure Matrix

IGTA Idicula-Gutierrez-Thebeau Algorithm MFD Modular Function Deployment MIM Module Indication Matrix

(11)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

Sammanfattning ... 1

Abstract (English)... 3

FÖRORD ... 5

NOMENKLATUR ... 7

INNEHÅLLSFÖRTECKNING ... 9

1 INTRODUKTION... 11

1.1 Bakgrund ... 11

1.2 Syfte ... 11

1.3 Avgränsning ... 11

1.4 Metodik ... 12

2 REFERENSRAM ... 13

2.1 Produktarkitektur ... 13

2.2 Modularisering ... 15

2.3 Design Structure Matrix... 18

3 ANALYS AV PRODUKTARKITEKTURER ... 21

3.1 Val av produkt... 21

3.2 Mutterdragare ... 22

3.3 Borrmaskin ... 24

3.4 Haptikenhet ... 26

4 DISKUSSION OCH SLUTSATSER ... 33

4.1 Diskussion ... 33

(12)

4.2 Slutsatser ... 36

5 REKOMMENDATIONER OCH FRAMTIDA ARBETE ... 37

5.1 Rekommendationer ... 37

5.2 Framtida arbete ... 37

6 REFERENSER ... 39

BILAGA 1: DSM FÖR MUTTERDRAGARE, BORRMASKIN OCH HAPTIKENHET ... 41

BILAGA 2: KLUSTRADE DSM:ER ... 45

BILAGA 3: BILDER PÅ PRODUKTERNA ... 52

(13)

1 INTRODUKTION

Här sammanfattas projektets bakgrund, syfte, frågeställningar, avgränsningar och den använda metodiken.

1.1 Bakgrund

Modulär produktarkitektur kan användas för att göra en väldigt specialanpassad produkt mer kommersiell. Att modularisera en produkt anses ofta mindre kostsamt och underlättar även tillverkningsprocessen samt underhåll eller eventuell uppgradering. Det finns många faktorer som talar för att modulär produktarkitektur är mer fördelaktigt vid stora tillverkningsvolymer gentemot integrerad produktarkitektur. Forskning omkring olika metoder och sätt att identifiera moduler med hjälp av datorstödd teknik pågår. Ett nytt MATLAB-baserat forskningsverktyg IGTA++ finns numera tillgängligt för att underlätta identifieringen av moduler i produkter med komplex systemarkitektur. Detta forskningsverktyg är en algoritm som använder sig utav DSM (Design Structure Matrix). Ett av de många sätt att representera interaktioner mellan moduler är DSM där dess användningsområde fortfarande utvecklas.

Moduler bestäms genom väldefinierade interaktioner mellan de olika kluster innehållande ett antal fysiska element såsom komponenter eller mindre sammansättningar av komponenter.

Eftersom det ständigt tillkommer uppgraderingar eller ny teknik är det ofta strategiskt bra att övergå till en modulär produktarkitektur och därför finns ett intresse att studera det nya forskningsverktyget IGTA++ och dess användningsområde.

1.2 Syfte

Genom att plocka isär, studera och klustra tre produkter med hjälp av DSM och forskningsverktyget IGTA++ ska en bedömning av dess användbarhet och när den är passande att använda under produktens tillkomst göras. Frågeställningarna i fokus för undersökningarna är:

 Kan man använda DSM och IGTA++ för att modularisera redan färdiga produkter?

 Kan man använda DSM och IGTA++ för att göra produkter med höga prestandakrav och specifika användningsområden modulariserade?

 Kan produkter med olika användningsområden och funktionalitet modulariseras med samma metod?

1.3 Avgränsning

För att säkerställa att frågeställningarna besvaras utan att studera för många alternativ avgränsades arbetet och undersökningarna. Fokus kom att ligga på metoden att modularisera med hjälp av DSM och IGTA++. Omkonstruktion, förbättring eller evaluering av de undersökta produkternas prestanda kommer inte att utföras. Skruvar och dylikt kommer inte att behandlas i

(14)

Undersökningarna utfördes endast på tre redan färdiga fysiska produkter. Slutsatser och analyser dras därför endast utifrån de tre produkternas data. Information om produkternas faktiska funktion i form av till exempel en instruktionsbok eller kravspecifikation finns inte. Därför kommer alla produkternas funktioner baseras på antaganden och analyser av ingående komponenter. Undersökningar om modularisering är den bästa valmöjligheten eller inte kommer inte utföras utan endast hänvisas till tidigare skrifter. Vid analys av moduler antas även modularisering vara det bästa alternativet.

Utvärdering av IGTA++ kommer inte att ske. Enbart dess användbarhet på de aktuella frågeställningarna undersöks.

1.4 Metodik

Först införskaffades kunskap om de områden som behövdes för att kunna göra en rimlig bedömning av forskningsverktyget och modulerna. Det var viktigt att förstå vad en modul var och dess roll i en produkt. Därför lästes tidigare publicerade skrifter som behandlade produktarkitektur, modularisering, DSM och IGTA++, bland annat en manual för användning av algoritmen.

Tre produkter med olika funktionalitet, användningsområden och krav på prestanda samt precision har valts. De plockades isär och kommunikationen samt funktionaliteten mellan komponenterna studerades och analyserades. Därefter representerades dessa samband i DSM som sedan importerades till MATLAB för att med IGTA++ klustra delarna i moduler. Varje produkt kördes i IGTA++ för två olika viktningar av interaktionerna. De olika viktningarna kördes vid minst fyra olika försök för att hitta den mest förekommande modulindelningen.

Antalet iterationer av IGTA++ för produkterna och viktningarna bestämdes genom att välja det antal där lösningen konvergerade till ett svar. De erhållna modulernas rimlighet behövde studeras och därifrån analysera och göra en bedömning av modulindelningen och IGTA++ för att besvara frågeställningarna.

(15)

2 REFERENSRAM

Detta avsnitt representerar kärnan för all kunskap och fakta som finns tillgänglig och utgör grunden till undersökningarna som utförts.

2.1 Produktarkitektur

Produktarkitektur beskriver funktionaliteten hos de ingående elementen i en produkt eller ett system och hur de är definierade gentemot dem bestämda delsystemen och sättet de interagerar på (Ulrich & Eppinger 1995) (WebFinance, 2016). Arkitekturen och hur den definieras har även stor påverkan på hur produkten designas, tillverkas och vilket eventuellt underhållsarbete som är möjligt (Whitney, 2004). I de fall då arkitekturen influerar produktutvecklingen blir det möjligt att till exempelvis bestämma delsystem, moduler samt deras gränssnitt och därigenom kartlägga standardisering, modularisering och produktens funktioner efter önskat behov.

Det finns två typer av produktarkitektur, integrerad och modulär. En produkt är sällan helt modulär eller helt integrerad. De flesta produkter är ett mellanting av de två produktarkitekturerna och då kan det vara viktigt att identifiera till vilken grad den är modulariserad. En produkt består av två delar, fysiska och funktionella element. De fysiska elementen är de delar och komponenter som bidrar till produktens funktion. Funktionella element är de operationer och transformationer som bidrar till produktens generella prestanda.

Modulär produktarkitektur

Modulär produktarkitektur bygger på att samla komponenter med en viss funktion i en modul.

Det som definierar en modul är att den uppfyller en eller ett par funktionella element i sin helhet, interaktionerna mellan modulerna är väldefinierade och de uppfyller ofta produkters primära funktioner (Ulrich & Eppinger 1995). Det är en produkts fysiska element som är de ingående delarna i en modul. Som kan ses i Figur 1 består produkten av tre moduler där varje modul innehåller ett visst antal komponenter och delar.

Figur 1 Exempel på hur en produkt byggs upp av moduler.

(16)

Modulär produktarkitektur har delsystem som kan modifieras internt utan att påverka andra delsystem. Däremot blir prestandan oftast inte lika hög som för integrerad produktarkitektur då modulär produktarkitektur kompromissar med vikt, volym och form för att uppnå flexibilitet. I företagssammanhang med stora produktionsvolymer är det oftast ändå fördelaktigt med modulär produktarkitektur. Den modulära produktarkitekturen tillåter ett företag att minimera de fysiska ändringarna som behövs för att uppnå de funktionella ändringarna (Ulrich & Eppinger 1995).

Fördelar:

 Flexibilitet: Lättare att variera antalet produkter genom standardiserade gränssnitt.

Underlättar även omkonstruktion då allt är tillåtet inom modulens gränser.

 Underhåll och service: Det blir möjligt att laga och eventuellt byta ut vissa delar. Till exempel uppgraderingar och add-ons kan appliceras.

 Underlättad utvecklings- och produktionsfas: Varje utvecklingsgrupp kan arbeta med sin modul och sin delkomponent separat från de andra grupperna. Kan även underlätta produktionsfasen då olika moduler kan tillverkas parallellt.

Nackdelar:

 Lägre prestanda: Eftersom produkten kompromissar med vikt, volym och form.

 Kan bli dyrt: Modulära produktarkitekturer förbrukar oftast mer material än integrerade vilket är ett exempel på en anledning till att modulära produkter kan bli dyrare än integrerade.

 För lika produkter: Olika produkter liknar varandra för mycket eftersom de har gemensamma moduler.

 Konkurrenter kan enklare kopiera designen.

Det finns olika typer av modulära produktarkitekturer och tre vanliga exempel är spår-, buss- och gränsytsmodulär, se Figur 2. Spårmodulär arkitektur bygger på att varje gränssnitt ser olika ut mellan modulerna. Bussmodulär arkitektur har samma gränssnitt för alla moduler. Ett exempel på en bussmodulär produkt som ofta används är USB-portar på datorer. De kan ansluta till många olika produkter eftersom alla har samma gränssnitt på anslutningen. Gränsytsmodulära arkitekturer har angränsande ytor som passar ihop.

Figur 2 De olika modulära produktarkitekturerna. 1. Spårmodulär. 2. Bussmodulär och 3. Gränsytsmodulär.

(17)

Integrerad produktarkitektur

Integrerad produktarkitektur har oftast komplicerade förhållanden mellan komponenter och fokuserar på teknisk prestanda. Delsystemen är beroende av funktionellt beteende och det är svårt att göra ändringar utan att påverka hela systemet. Till skillnad från modulär produktarkitektur där en modul uppfyller en eller flera funktioner använder varje funktion ofta fler än ett kluster i en integrerad produktarkitektur.

Fördelar:

 Svårt att kopiera design.

 Högre prestanda: Varje komponent är designad för att optimera prestanda.

 Kan bli billigare.

Nackdelar:

 Låg produktvaraiation.

 Låg flexibilitet.

 Svårt att uppdatera och ändra design: Kräver mycket arbete i form av omkonstruktion.

Tillverkningen kanske inte ens stöder den nya designen.

2.2 Modularisering

Det finns många och olika produkter som helt eller delvis använder sig utav en modulär arkitektur. Bland dessa produkter återfinns exempelvis fordon, persondatorer, elektriska handverktyg samt hushållsmaskiner. Med tanke på den komplexitet som finns i dessa produkter bör en lämplig metod för modularisering tillämpas.

Det som i huvudsak ska uppnås med metoderna är identifiering av lämpliga moduler. Vid utformningen av dessa moduler måste hänsyn tas till företagets strategiska förutsättningar, bland annat så kan tillverkningsprocessen kring produkten påverkas, varvid det är viktigt att en tillräcklig kunskap innehas om produkten innan man börjar en modulariseringsprocess.

Funktionsträd

Ett funktionsträd används normalt vid produktutveckling för att överblicka kopplingar mellan funktioner och (system av) komponenter. Man utgår från den huvudfunktion produkten ska ha och vilken komponent i huvudsak som uppfyller funktionen. Huvudfunktionen bryts sedan upp i delfunktioner, representerade tillsammans med respektive komponent, se Figur 3. Denna uppdelning bör utföras ned till en praktisk nivå. Det finns ingen regel för hur långt ner i uppdelningen man ska gå, men att gå för långt kommer inte att ge någon ytterligare användbar information.

(18)

Modular Function Deployment (MFD)

MFD är en metod som möjliggör för företag att inkorporera egna förutsättningar i modulariseringsprocessen, för att därifrån välja bäst lämpade modulära lösning. Metoden utförs systematiskt enligt de fem stegen nedan:

Steg 1: Specificera kravspecifikation

Steg 2: Analysera funktioner och välj teknisk lösning Steg 3: Hitta möjliga moduler med hjälp av MIM Steg 4: Evaluera hittade moduler

Steg 5: Förbättra valda moduler

Det mest centrala inom MFD är verktyget MIM (Module Indication Matrix), vars användning till stor del grundar sig på begreppet moduldrivare. Moduldrivare är en samling kriterier för hur en produkt borde modulariseras baserat på produktens särdrag, dessa särdrag kan vara kopplade till tillverkning, design eller kvalitet, för att nämna några. Nedan återges de vanligaste och mest generella moduldrivarna.

Moduldrivare: Beskrivning

Övergående: En del som kan användas i senare

produktgenerationer eller flera produktfamiljer.

Teknisk utveckling: En del eller ett underliggande system som med all sannolikhet kommer att genomgå ett teknikskifte under sin livstid, genom att efterfrågan ändras dramatiskt. Tekniken i sig övergår från mekanisk

Uppdelning 2 Uppdelning 1

Start

Huvudfunktion

--- Huvudsystem/

Komponent

Delfunktion 1 --- Delsystem/

Komponent

Delfunktion 3 ---

Delsystem/

Komponent

Delfunktion 4 ---

Delsystem/

Komponent

Delfunktion 2 ---

Delsystem/

Komponent

Delfunktion 5 ---

Delsystem/

Komponent

Figur 3 Exempel på ett funktionsträd

(19)

till mekatronisk.

Planerade produktändringar: Komponenten/delsystemet är planerad att ändras i en fördefinierad produktplan.

Tekniska specifikationer: Det kommer inte vara möjligt att använda exakt samma delsystem inom hela produktfamiljen, varianter behövs.

Styling: Delsystemet/komponenten kommer att undergå

ändringar pga. trender och mode.

Vanlig enhet: Kan användas inom hela produktfamiljen, inga ändringar behövs.

Process: Komponenter som tillverkas på samma sätt är lämpliga att forma en modul.

Separata tester: Komponenter som ska testas separat är lämpliga att forma en modul.

Leverantörs tillgänglighet: Delsystemet kommer att köpas in direkt från en underleverantör, som kan utveckla och tillverka hela modulen.

Service/Underhåll: Delsystem som måste vara lätt utbytbara pga.

underhåll eller skada.

Uppgradering: Lätt ombyggnation av produkten för att uppnå en bättre eller annan funktion.

Återvinning: Det är lämpligt att sätta komponenter innehållande miljöfarligt material i samma modul.

I MIM-matrisen bedöms varje delsystem gentemot moduldrivarna enligt Figur 4. Värdena 1, 3 och 9 används för att bedöma vilken tyngd ett delsystem har på moduldrivarna, högre värden anger en större tyngd. Värdena för varje delsystem summeras lodrätt varvid de system som erhöll högst summor lämpar sig bäst som grund för moduler. Från Figur 4 ser man att delsystemen 1, 4 och 6 passar bäst som modulgrunder.

Det har visat sig att det ideala antalet moduler för en teknisk produkt är lika med roten ur antalet ingående komponenter för den tekniska lösningen (Erixon, von Yxkull och Arnström 1996).

Efter att några delsystem valts till grunder delas resterande system och komponenter in i lämpliga moduler.

(20)

När en MIM tagits fram måste man se till att det inte finns någon konflikt mellan drivarna inom en modul. En komponent som kommer vara subjekt för planerade ändringar borde inte sättas i samma modul med komponenter som kommer att användas i efterföljande produktgeneration.

Däremot kan det finnas andra skäl till att två motstridiga dellösningar ska sättas i samma modul.

2.3 Design Structure Matrix

DSM (Design Structure Matrix) är ett sätt att representera produktarkitekturer i matriser. Det finns många användningsområden för DSM men de största är systemanalys och projektledning.

För systemanalys används DSM genom att förse användaren med en översiktlig och tydlig framställning av komplexa system, de ingående interaktionerna och förhållandena mellan elementens gränssnitt (Lindemann, 2009). Vid projektledning ges användaren en visualisering av återkoppling och cykliska beroenden av olika uppgifter i en process. Denna representation med DSM ska resultera i en mer realistisk och bättre utförd process. I denna rapport användes enbart metoden för systemanalys.

I Figur 5 visas hur DSM fungerar. Första matrisen åskådliggör de ingående komponenterna och deras relationer till varandra. Ett X representerar i detta fall en odefinierad interaktion mellan två komponenter. Till höger om den första matrisen visas hur interaktionerna avläses. Det är alltså komponenterna till vänster i matrisen som påverkar komponenterna i översta raden. Matrisen längst ner i Figur 5 visar resultatet efter användning av en klustringsalgoritm. De komponenter

Delsystem/Komponent

Delsystem 1 Delsystem 2 Delsystem 3 Delsystem 4 Delsystem 5 Delsystem 6

Moduldrivare Utveckling och

design Övergående 3 9

Teknisk utveckling 9

Planerade produktändringar 3

Variation Tekniska specifikationer 3

Styling 9

Tillverkning Vanlig enhet 9 9

Process 3 1

Kvalitet Separata tester 3 9

Inköp Leverantörs-tillgänglighet 9 3 Efter försäljning Service/underhåll 1 3

Uppgradering 1 3

Återvinning 3 3 9

Summa: 22 10 15 21 12 25

Figur 4 Exempel på en MIM.

(21)

som har relationer förs samman i moduler där de kan interagera inbördes. Till höger om nedre matrisen ses resultatet och de erhållna modulerna. Det finns ett X utanför de tre modulerna vilket indikerar att en interaktion kommer att ske utanför den tilldelade modulen. Det kommer behöva tas hänsyn till vid utformning och konstruktion av Modul 2 och 3.

Figur 5 Illustrering av DSM:s funktion.

I en DSM kan olika typer av interaktioner representeras. Det finns många olika beroenden som kan definieras i en DSM. De vanligaste interaktionerna är (Lindemann, 2009):

 Spatial/geometri: Kontakt, orientering eller geometrisk passform mellan två element.

 Energiflöde: Överföring eller utbyte av energi mellan två element.

 Signal/information: Signaler eller datautbyte mellan två element.

 Material: Materialutbyte eller materialflöde mellan två element. Till exempel luft.

Alltså kan rutorna markerade med X i Figur 5 ersättas med någon av bokstäverna för olika interaktioner beroende på vilken typ det är. Kopplingen mellan två komponenter kan även bestå av en kombination av två eller flera interaktioner.

(22)

IGTA++

IGTA (Idicula-Gutierrez-Thebeau Algorithm) är en MATLAB-baserad klustringsalgoritm med utbredd användning. Det var de tre forskarna John Idicula, Carlos Iñaki Gutierrez Fernandez och Ronnie Thebeau som genom deras sammanlagda arbete producerade IGTA (Börjesson 2014).

Uppfinnaren av grundkonceptet och algoritmen var Idicula, Gutierrez Fernandez integrerade algoritmen med Exceldokument och Thebeau översatte c-koden till MATLAB.

Algoritmen fungerar genom att flytta komponenter mellan olika moduler. Algoritmen tar en slumpad komponent ur en redan existerande modul och låter varje modul ge sitt ClusterBid som är en siffra vilken representerar hur väl komponenten passar i varje modul. Den modul med högst ClusterBid vinner och komponenten placeras där. När komponenten har flyttats till en ny modul beräknar algoritmen ett värde för den nya modulindelningen, en s.k. TotalCost. Detta värde jämförs sedan med alla tidigare TotalCost-värden för att avgöra om komponentens nya placering ger en generellt bättre lösning, där ett lägre värde representerar en bättre lösning

(Börjesson 2014).

I denna rapport används den förbättrade algoritmen IGTA++ framtagen av Fredrik Börjesson och Katja Hölttää-Otto. IGTA++ är jämfört med IGTA markant snabbare och ger ett bättre resultat.

(23)

3 ANALYS AV PRODUKTARKITEKTURER

I detta avsnitt redogörs arbetet som utfördes för att kunna besvara frågeställningarna.

Metoderna som användes är de som beskrevs i kapitel 1.4.

3.1 Val av produkt

För att besvara frågeställningarna valdes att undersöka produkter som uppfyller sina funktioner genom olika tekniska principer, exempelvis kan en av dessa principer vara elektronik. Tre produkter med olika lösningar för att uppnå sina funktioner valdes därefter. Dessa produkter har även en viss variation angående användningsområden och tänkta målgrupper, främst täcker de tre produkterna tillsammans områdena verkstadsmekaniska verktyg för industrin, simuleringsverktyg inom vård och produkter till vardagskonsumenter. Modularisering innebär oftast en stor fördel inom massproduktion då det möjliggör en högre variationsgrad av produkter, en enklare och tidsmässigt mer effektiv vidareutveckling av befintliga produkter. De undersökta produkterna som inte masstillverkas kan fortfarande dra nytta av att modulariseras pga. den redan nämnda effektivare vidareutveckling som erhålls. Tillvägagångssättet som beskrivs nedan användes på alla tre produkter.

De valda produkterna var en pneumatisk mutterdragare, en borrmaskin för hemmabruk och en haptisk enhet. Alla produkter monterades isär så långt det var möjligt och behövdes för att kunna analysera hur den generella funktionen realiserades. Därefter identifierades ingående komponenter och deras interaktioner gentemot varandra. Matriser skapades som Excelfiler i enlighet med referensramen i avsnitt 2.3 och förhållandena mellan komponenterna identifierades.

De färdiga DSM:ernas Excelfiler importerades in i MATLAB där IGTA++ tillämpades för att klustra fram moduler. Algoritmen kördes tills lösningen tycktes konvergera till ett entydigt svar.

Detta gjordes för att kunna ha något mer konkret att undersöka och analysera efter användning av IGTA++.

Interaktioner kan ha olika stor betydelse och vara mer eller mindre viktiga för den generella funktionen. Av den orsaken kan interaktionerna ha olika viktning i beräknandet av moduler.

Antingen så viktar man alla interaktioner med 1 eller så har till exempel informationsflödet större vikt och viktas därför med 2 och resten 1. Högre viktningar är också möjliga. Se Figur 6 för illustrering av viktning i DSM. Viktning av interaktioner var ett försök att styra modulerna mot en indelning passande för produkternas centrala funktioner.

Varje produkt analyserades för minst två viktningar vid ett konvergerande antal iterationer. För det antalet iterationer och för varje viktning utfördes minst fyra körningar i algoritmen. Flera körningar gjordes för att hitta den mest förekommande modulindelningen. Viktningarna varierades på så sätt att den ena varianten viktade alla interaktioner lika. Den andra varianten viktade de essentiella interaktionerna för produktens huvudfunktion högre än resterande interaktioner.

(24)

Figur 6 Viktning av interaktioner i DSM.

3.2 Mutterdragare

Bland de produkter som valts finns en pneumatisk mutterdragare gjord av Atlas Copco, se Figur 7. Då mutterdragaren är avsedd för industribruk ställs höga krav på prestanda och precision.

Baserat på produktens användningsområde är lång livslängd av intresse. Därför krävs en möjlighet att lätt kunna byta ut och underhålla delar som slits mycket eller är centrala för kraven på mutterdragarens prestanda. Mutterdragarens komponenter och interaktionerna mellan dem har dokumenterats i en DSM som finns representerad i Bilaga 1. En bild på mutterdragaren isärplockad och de ingående komponenterna med tillhörande namn finns i Bilaga 3.

Figur 7 Mutterdragare från Atlas Copco.

Klustring med algoritmen IGTA++ av den framtagna DSM:en till mutterdragaren gjordes för två olika viktningar av komponenternas interaktioner, se Tabell 1. Vid viktning 1 konvergerade lösningen för 30 000 iterationer och vid viktning 2 för 50 000 iterationer.

(25)

Tabell 1 Viktningar för mutterdragaren.

Typ av interaktion Viktning 1 Viktning 2

Geometriskt tvång (g) 1 1

Signal/Information (s) 1 1

Mekaniskt energiflöde (m) 1 2

Materialflöde (ma) 1 2

Materialflödet i detta fall är tyckluften som flödar genom mutterdragaren. Mutterdragarens mekaniska del utför själva uppgiften produkten är menad att användas till. Eftersom det är en tryckluftsdriven mutterdragare med höga krav på precision och prestanda har dessa två interaktioner stor betydelse för dess generella funktion. Det är viktigt att tryckluften kan färdas igenom de komponenter den behöver men också att de höga precisionskraven uppfylls genom de mekaniska funktionerna. Därför valdes interaktionerna mekaniskt energiflöde (m) och materialflöde (ma) att viktas högre i viktning 2. De moduler som erhölls efter viktning 1 presenteras i Figur 8 och viktning 2 i Figur 9.

Modul 1 Modul 2 Modul 3

Omledare Handtagspin Handtag Fjäder Mutter

Luftströmspin

Yttre luftströmsriktare Stor tätningsring

Motor Planetväxel Handgrepp Yttre mellandel Skumplast Åtdragshölje

Medbringare vinge Medbringare Koppling Plåtbandshölje Övre Ytterdel

Vinkelväxelns ingående axel Vinkelväxeln

Vinkelväxelns utgående axel Huvud

Plastbricka Liten tätningsring Centreringsaxel Inre luftströmsriktare

Ventil Filterhölje Luftfilter

Figur 8 Moduler för mutterdragare vid viktning 1 och 30 000 iterationer.

(26)

Modul 1 Modul 2 Modul 3 Omledare

Plastbricka Liten tätningsring Centreringsaxel Inre luftströmsriktare Luftströmspin

Yttre luftströmspin Stor tätningsring

Medbringare vinge Medbringare Koppling Åtdragshölje Plåtbandshölje Övre ytterdel

Motor Planetväxel Handgrepp Yttre mellandel Skumplast

Vinkelväxelns ingående axel Vinkelväxeln

Vinkelväxelns utgående axel Huvud

Handtagspin Handtag Fjäder Mutter

Ventil Filterhölje Luftfilter

Figur 9 Moduler för mutterdragare vid viktning 2 och 50 000 iterationer.

Modul 4 och Modul 6 är likadana för viktning 1 och 2. Från viktning 1 och Modul 1 har handtagspin, handtag, fjäder och mutter bytt plats med plastbricka, liten tätningsring, centreringsaxel och inre luftströmsriktare (Modul 5) efter att klustring skett med viktning 2.

Skillnaden mellan modulerna för de olika viktningarna i Modul 2 och Modul 3 är att motor, planetväxel, handgrepp, yttre mellandel och skumplast har bytt plats med medbringare vinge, medbringare, koppling, plåtbandshölje och övre ytterdel medan åtdragshöljet stannat kvar i Modul 2.

3.3 Borrmaskin

Nästa produkt är en borrmaskin av märket ”Black Line Power Tools”, se Figur 10. Detta verktyg är avsedd för hemmabruk och har således inte något betydande livslängdskrav jämfört med mutterdragaren. Att det är just för hemmabruk motiverar en elektronisk lösning för önskad funktion samt batteridriven för önskad mobilitet. Produkten kan i sammanhanget ses som något av en ”slit och släng” produkt och något större arbete har inte lagts ner på att lätt kunna montera isär borren för underhåll. Borrmaskinens DSM med komponenter och interaktioner hittas i Bilaga 1. Bild på den isärplockade borrmaskinen, komponenterna och delarnas namn finns i Bilaga 3.

(27)

Figur 10 Borrmaskin från Black Line Power Tools.

Borrmaskinens klustring gjordes för två olika viktningar, se Tabell 2. Viktning 1 konvergerade efter 25 000 iterationer och viktning 2 efter 50 000 iterationer.

Tabell 2 Viktningar för borrmaskinen.

Elektrisk energi (e) 1 1

Den mekaniska biten i borrmaskinen står för till exempel kontroll och skapandet av moment.

Roterandet av borrchucken är huvudfunktionen i denna produkt och anses därför vara viktig för borrmaskinens generella arbetsuppgift. Det är därför också viktigt att de mekaniska överföringarna och inställningarna av moment fungerar som de ska. Därför valdes interaktionen mekaniskt energiflöde (m) att viktas högre i viktning 1. Borrmaskinens moduler visas för viktning 1 i Figur 11 och viktning 2 i Figur 12.

Elmotor

Planetväxel motor Utgående planetväxel Glidlager

Planetväxelhållare Kullager

Låsring Borrchuck

Avtryckarknapp Avtryckarfjäder Fjäderhållare

Hållare för avtryckare Kretskort

Kretskorthållare På- och avgivare

Hållare för på- och avgivare

Gummihandtag Plasthölje vänster Plasthölje höger Plastdetalj

Strömledare (från batteri) Jord

Batteri

Momentgivare Fjäderspännare Täckande plastbricka

Bricka Fjäder

Strömstyrspak Strömstyrning

(28)

Modul 1 Modul 2 Modul 3 Elmotor

Planetväxel motor Utgående planetväxel Glidlager

Planetväxelhållare Kullager

Låsring Borrchuck

Avtryckarknapp Avtryckarfjäder Fjäderhållare

Hållare för avtryckare Kretskort

Kretskorthållare På- och avgivare

Hållare för på- och avgivare

Gummihandtag Plasthölje vänster Plasthölje höger Plastdetalj

Strömledare (från batteri) Jord

Batteri

Momentgivare Fjäderspännare Täckande plastbricka

Bricka Fjäder

Strömstyrspak Strömstyrning Figur 12 Moduler för borrmaskin vid viktning 2 och 50 000 iterationer.

Modulindelningarna blev identiskt lika för båda körningarna av algoritmen trots de olika viktningarna.

3.4 Haptikenhet

Denna haptiska enhet är ett koncept tänkt att vara en ny typ av kirurgisimulator, se Figur 13 (Sellgren 2016). Konstruktionen är en parallellkinematisk robot med 6 kinematiska frihetsgrader.

Simulatorn innehåller en del elektronik där det mest intressanta är hur mjukvaran i enkodern reagerar när en kraft ansätts på verktygsplattan (manöverdonsplattan). För haptikenheten utfördes klustringen för två olika DSM:er eftersom det finns höger- och vänsterberoende för väjerfästets orientering gentemot rälsen, se Bilaga 3 för mer detaljerad illustrering av haptikenheten.

Analys av den haptiska enhetens komponenter resulterade i två olika DSM versioner. Det finns många identiska komponenter i haptikenheten och det enda som skiljer dem åt är att hälften har ett högerberoende gentemot det högerorienterade vajerfästet och den andra hälften ett vänsterberoende gentemot det vänsterorienterade vajerfästet. Även enkodern får en annan signal att tolka beroende på om den är kopplad till ett höger eller vänsterorienterat vajerfäste. Därför valdes att göra en DSM där de identiska komponenterna fanns i dubbletter för dem olika riktningarna. I den andra versionen skrevs alla komponenter och deras beroenden ut. Detta gjordes pga. att version 1 av haptikenheten var mycket förenklad.

(29)

Figur 13 Haptikenhet från KTH maskinkonstruktion.

I den första DSM:en utfördes klustringen för två varianter av alla komponenter som på något sätt är kopplade till vajerfästet. En variant för det högerorienterade fästet och en för det vänsterorienterade, se DSM i Bilaga 1. Klustringen av båda DSM-versionerna skedde för två viktningar där viktning 1 och viktning 2 konvergerade för 50 000 iterationer. Se Tabell 3 för viktningarna.

Tabell 3 Viktningar för Haptikenheten.

Elektrisk energi (e) 1 1

Eftersom haptikenhetens syfte är att användas som kirurgisimulator och därigenom låta användaren förbereda sig inför det verkliga ingreppet genom att öva är precision och känsla viktig. Det är motorerna som med hjälp av enkodern styr haptikenhetens styvhet och därmed känslan vid simuleringen. Därför är det viktigt att signalerna mellan dessa stämmer samt är snabba och exakta för att uppleva en känsla så nära verkligheten som möjligt. De geometriska sambandens korrekthet är också viktig av samma anledning. En perfekt påverkan från motor och enkoder gör ingen nytta om inte geometrierna tillåter de rörelser som behövs. Av dessa anledningar valdes interaktionerna geometriskt tvång (g) och signal/information (s) att viktas högre i viktning 2. De moduler som erhölls för version 1 av haptikenhetens DSM efter viktning 1 visas i Figur 14 och viktning 2 i Figur 15.

(30)

Modul 1 Modul 2 Modul 3 L-profil höger

L-profil vänster Bord

Framsidoplatta Baksidoplatta Främre innerstöd Bakre innerstöd Plasthölje

Vajerspännskruv vänster Motor vänster

Enkoder vänster Vajer vänster

Manöverdonsplatta Universalled höger Rör topp höger Plaströr höger

Rör botten vänster Kulled vänster Vajerfäste vänster

Rör botten höger Kulled höger Vajerfäste höger

Universalled vänster Rör topp vänster Plaströr vänster

Motor höger Enkoder höger

Räls vänster Linjärled vänster

Räls höger Linjärled höger Modul 10

Vajerspännskruv höger Vajer höger

Figur 14 Moduler för haptikenheten version 1, med höger- och vänsterberoende vid viktning 1 och 50 000 iterationer.

L-profil höger L-profil vänster Bord

Plaströr vänster Rör botten vänster Kulled vänster Vajerfäste vänster

Rör botten höger Kulled höger Vajerfäste höger

Universalled höger Rör topp höger Plaströr höger

Manöverdonsplatta Universalled vänster Rör topp vänster

Motor vänster Enkoder vänster

Motor höger Enkoder höger

Räls vänster Linjärled vänster

Räls höger Linjärled höger

Modul 10 Modul 11

Vajerspännskruv vänster Vajer vänster

Vajerspännskruv höger Vajer höger

Figur 15 Moduler för haptikenheten version 1, med höger- och vänsterberoende vid viktning 2 och 50 000 iterationer.

Modul 1 är lika för båda viktningarna. Det är en modul mer i viktning 2. I viktning 1 ligger motor höger och enkoder höger i en egen modul men motor vänster och enkoder vänster är inbakad i modul 2 med andra komponenter. I viktning 2 ligger motor och enkoder för både höger- och vänsterorientering i varsina egna moduler. Modul 2 viktning 1 delades alltså upp i två moduler i viktning 2.

(31)

Den andra versionen av DSM:en gjordes mer detaljerad där alla komponenter representerades.

Även här kördes algoritmen för de två viktningarna i Tabell 3. Se Bilaga 1 för DSM. De moduler som erhölls för version 2 efter algoritmen visas för viktning 1 i Figur 16 och för viktning 2 i Figur 17.

L-profil 1 L-profil 3 L-profil 4 L-profil 5 L-profil 6 Bord

Baksidoplatta Främre innerstöd Bakre innerstöd Plasthölje

Vajerspännskruv 5 Motor 5

Enkoder 5 Vajer 5

Vajerspännskruv 3 Motor 3

Enkoder 3 Vajer 3

Manöverdonsplatta Universalled 5 Rör topp 5 Plaströr 5

L-profil 2 Motor 2 Enkoder 2

Räls 6 Linjärled 6 Framsidoplatta

Rör botten 3 Kulled 3

Vajerfäste 3 (vänster)

Vajerfäste 5 (höger)

Universalled 6 Rör topp 6 Plaströr 6

Vajerspännskruv 6 Vajer 6

Motor 4 Enkoder 4

Motor 6 Enkoder 6

Motor 1 Enkoder 1

Räls 5 Linjärled 5

Kulled 2

Plaströr 2 Rör botten 2

Universalled 2 Rör topp 2

(32)

Modul 1 Modul 2 Modul 3 L-profil 1

L-profil 2 L-profil 4 L-profil 5 L-profil 6 Bord

Kulled 6

Vajerfäste 6 (vänster) Vajerspännskruv 6 Vajer 6

Plaströr 3 Rör botten 3 Kulled 3

Räls 3 Linjärled 3 L-profil 3

Manöverdonsplatta Universalled 6 Rör topp 6

Motor 6 Enkoder 6

Motor 5 Enkoder 5

Motor 4 Enkoder 4

Motor 2 Enkoder 2

Motor 1 Enkoder 1

Motor 3 Enkoder 3

Plaströr 6 Rör botten 6 Modul 31

Universalled 3 Rör topp 3

Figur 17 Moduler för haptikenheten version 2 vid viktning 2 och 50 000 iterationer.

Efter båda viktningarnas modulindelning är det alltid en L-profil som är i en annan modul än resterande L-profiler som är i Modul 1. Viktning 2 fick även en modul mer än viktning 1.

(33)

Framsidoplattan har bytt plats mellan viktning 1 och viktning 2 från Modul 6 till Modul 1. I viktning 2 verkar Modul 1 bestå av hela chassit.

(34)

(35)

4 DISKUSSION OCH SLUTSATSER

Här diskuteras, sammanfattas och analyseras resultat från kapitel 3. Diskussionen och slutsatser syftar att svara på de ställda frågeställningarna.

4.1 Diskussion

Produkterna som valts hade som syfte att sikta in undersökningarna på olika användningsområden. En elektrisk, en mekanisk och en hybrid mellan dessa. Mutterdragaren stod för det mekaniska och haptikenheten är starkt beroende av styrningen från elektroniken.

Borrmaskinen var därför en elektromekanisk hybrid men som senare ansågs ha större vikt i den mekaniska biten.

Mutterdragaren är konstruerad på ett sådant sätt att handtaget tillsammans med handtagspin, fjäder och mutter är helt beroende av att de sitter ihop med omledaren för att fungera, vilket talar för att de borde sitta tillsammans i en modul. Om dessa inte skulle vara i samma modul behöver gränssnittet mellan modulerna standardiseras eller alternativt lägga Modul 5 med omledaren i en och samma modul. Men oavsett viktning borde Modul 1 och 5 slås ihop till en då dessa två tillsammans uppfyller den viktiga funktionen för tillströmning och riktning av tryckluften som driver motorn.

Om Modul 1 och 5 först kombineras så har det ingen större påverkan på resterande modulers indelning då de enda modulerna som skiljer sig åt med avseende på viktningarna är Modul 2 och 3. Det som skiljer modulerna mellan viktningarna är att åtdragshöljet byter modul. Åtdragshöljet fungerar som en del i gränssnittet mellan Modul 2 och 3 för att se till att dessa sitter ihop, där den andra delen i gränssnittet är överföringen av mekanisk energi från modul innehållande motor till modul innehållande koppling. Utifrån det kan höljet placeras i någondera modul. Då modulerna 4 och 6 ser likadana ut för båda viktningarna samt att de var för sig uppfyller viktiga funktioner så lämpar dem sig väl som moduler.

Eftersom stor vikt läggs på mutterdragarens prestanda samt att produkten vid nedmontering observerades ha en kompakt konstruktion kan det vara svårt att modulindela produkten. Däremot är den antagligen redan modulariserad till en viss grad. Det kan även vara så att kraven på prestanda är så stora att det är bättre med en helt eller delvis integrerad produktarkitektur för att uppnå dess funktion. Algoritmen IGTA++ tycks ändå ha fått till bra moduler då resultatet är stabilt med tanke på likheterna mellan viktningarna.

Modulindelningen efter klustring med IGTA++ är bra men behöver ändå lite modifikationer för att bli helt godkänd. Som nämnts tidigare är Modul 4 och 6 bra men 1 och 5 skulle behöva bli en modul. Eventuellt ska även Modul 2 och 3 läggas ihop men då blir modulerna väldigt stora. Med hänvisning till det som nämnts fungerar båda viktningarna om man sätter ihop modul 1 och 5 till en, eftersom det då erhålls fem moduler innehållande kompletta funktioner.

(36)

Att borrmaskinens moduler blev lika för de olika viktningarna trots många iterationer tyder på att den antagligen är modulindelad från början. De verkliga modulerna kan däremot skilja sig från de resultat som redovisats här.

Modul 2 är bra men strömstyrningen skulle behöva läggas in i den modulen. Strömstyrspaken från Modul 6 kan då läggas in i Modul 3 som innehåller chassit. Största delen av Modul 1 är bra men borrchucken orsakar lite problem. Mellan planetväxelhållare och utgående planetväxel till borrchucken ska två andra moduler in (Modul 4 och 5). Det kan bli lite problematiskt vid konstruktion men kan lösas genom att ha tydliga restriktioner vid design av Modul 4 och 5. De två modulerna borde även av den anledningen slås ihop. Men även tydliga restriktioner och krav för konstruktion av Modul 1 krävs. Det blir hur som helst ett gränssnitt som noga måste tas till hänsyn vid konstruktion av modulerna.

Inuti planetväxelhållaren finns ett antal små kulor som hålls fast i sidled av planetväxel och bricka. De har inte tagits till hänsyn i DSM eftersom funktionen av kulorna var oklar och att de var förhållandevis små. Alltså antogs deras funktion bidra till hela funktionen av planetväxelhållaren och kunde därmed bortses från. Däremot har det insetts att kulorna tillsammans med planetväxel och planetväxelhållare fram till och med täckande plastbricka uppfyller en momentbegränsande funktion. Ett problem som uppkommer då är att planetväxelhållaren är del utav två viktiga funktioner, säkerställandet av mekanisk överföring av moment till planetväxeln (och i längden till borrchucken) samt en kopplingsfunktion (där momentkulorna sitter inuti planetväxelns vägg). Med hänsyn till den undersökta konstruktionen borde Modul 1,4 och 5 slås ihop för att få en modul som enhetligt uppfyller två funktioner, nämligen överföringen av mekaniskt moment samt den momentbegränsande funktionen från kopplingen.

Borrchucken samt batteri borde vara egna moduler eftersom de innehåller tungt integrerade komponenter eller materialspecifika egenskaper (galvaniskt element). Annars lyckades algoritmen dela in borrmaskinen i moduler någorlunda bra med tanke på de komplicerade beroendena. Det tyder på att algoritmen ändå fungerar bra på redan modulariserade produkter, om man antar att borrmaskinen redan är modulindelad med tanke på resultaten.

I version 1 av haptikenheten, Modul 1 för båda viktningarna ingår hela chassit och L-profilerna.

Det är en bra modulindelning men möjligtvis skulle L-profilerna flyttas till modulerna som innehåller vajerspännskruv och vajer eller räls och linjärled. I viktning 2 har plaströr vänster hamnat i Modul 2, men skulle passa bättre i Modul 5. Placeringen av manöverdonsplattan är bättre i viktning 1. Modul 2, viktning 1 innehåller vajerspännskruv, motor, enkoder och vajer för vänster men de högerberoende delarna har delat upp sig (Modul 7 och 10). I viktning 2 är både höger och vänster uppdelade. Eftersom haptikenhetens interaktioner och hur viktiga de är gentemot varandra inte är helt känt är det oklart om modulerna borde slås ihop eller vara för sig.

En idé skulle kunna vara att sätta L-profil med motor och enkoder i en modul och räls, Linjärled, vajerfäste, vajerspännskruv och vajer i en. Då får man en modul där allt som behövs för att återkoppla till enkodern ligger i ett paket.